#12 – Sternenstaub-Detektive: Jupiter
Radiosternwarte im Eigenbau: Jupiter-Emissionen für
Sternenstaub-Detektive Inhaltsverzeichnis 1. Einführung: Jupiter
als Radiosender – Das Unsichtbare hören Die Radioastronomie
eröffnet eine faszinierende Möglichkeit, den Kosmos zu erkunden,
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vor 5 Monaten
Radiosternwarte im Eigenbau: Jupiter-Emissionen für
Sternenstaub-Detektive Inhaltsverzeichnis
1. Einführung: Jupiter als Radiosender – Das Unsichtbare
hören
2. Das notwendige Equipment: Dein DIY-Radioteleskop für
Jupiter
Antennen für Jupiter (bevorzugt DIY)
SDR-Receiver (Software-Defined Radio)
3. Frequenzbereiche und wissenschaftliche Rückschlüsse
Jupiters Radioemissionen
Was man anhand der Frequenzen lernen kann
Wissenschaftlich geklärt vs. offene Fragen
4. Software für Datenerfassung und -analyse (bevorzugt Open
Source)
Erfassung und Visualisierung
Vorhersage-Tools
5. Herausforderungen und Fallstricke im Amateurfunk
Radiofrequenz-Interferenzen (RFI)
Ionosphärische Effekte
Antennenplatzierung und -ausrichtung
6. Amateure unterstützen die Wissenschaft: Citizen Science
Beiträge zur Jupiter-Forschung
Gemeinschaft und Datenzugang
Vergleich Amateur vs. Professionelle Radioastronomie
Rechenleistung für die Datenverarbeitung
Was noch nicht geht und sehnlichst erwartet wird
Schlussfolgerungen
Quellen
1. Einführung: Jupiter als Radiosender – Das Unsichtbare hören
Die Radioastronomie eröffnet eine faszinierende Möglichkeit, den
Kosmos zu erkunden, die über die Grenzen der traditionellen
optischen Astronomie hinausgeht. Im Gegensatz zur visuellen
Sternenbeobachtung ist die Radioastronomie unabhängig von klarem
Himmel, Dunkelheit oder Wetterbedingungen.[1] Dies bietet einen
einzigartigen Vorteil für Hobbyastronomen, da sie so eine
Dimension des Universums erforschen können, die optischen
Teleskopen verborgen bleibt.[1] Diese Eigenschaft, die üblichen
Einschränkungen der visuellen Himmelsbeobachtung zu umgehen,
macht die Radioastronomie besonders reizvoll und zugänglich für
Enthusiasten, die sich dem Universum auf eine neue Art nähern
möchten. Es ist eine Möglichkeit, das Unsichtbare zu „sehen“ und
zu „hören“, was die Faszination für das Universum vertieft.
Jupiter ist ein besonders lohnendes Ziel für Radioastronomen. Der
Gasriese erzeugt aufgrund komplexer Wechselwirkungen zwischen
seinem mächtigen Magnetfeld und seinem innersten Mond Io
auffällige, knackende Radiosignale.[1], [2] Tatsächlich ist
Jupiter, abgesehen von der Sonne, der lauteste Radiosender in
unserem Sonnensystem.[3], [2] Diese charakteristischen
„Radiostürme“ sind für Amateure mit relativ einfacher Ausrüstung
hörbar.[1], [4] Die Entdeckung der Radiostrahlung von Jupiter im
Jahr 1955 durch Bernard Burke und Kenneth Franklin, die bei einer
Frequenz von 22 MHz erfolgte, lieferte die erste definitive
Evidenz für Jupiters Magnetfeld.[5], [2] Es ist bemerkenswert,
dass diese bahnbrechende Entdeckung in einem Frequenzbereich
stattfand, der auch heute noch für Amateurfunkgeräte und
Kurzwellenempfänger zugänglich ist. Dies verbindet die heutigen
Hobbyaktivitäten direkt mit den Anfängen der Radioastronomie und
zeigt, dass auch mit bescheidener Ausrüstung bedeutende
Beobachtungen möglich sind. Neben diesen intermittierenden
decametrischen Emissionen sendet Jupiter auch eine stetige
Radioemission bei kürzeren (dezimetrischen) Wellenlängen aus.[2],
[2]
Ein großer Reiz der Radioastronomie liegt in der Möglichkeit, ein
eigenes Radioteleskop mit einfachen Werkzeugen zu bauen und so
direkt in diese faszinierende Wissenschaft einzutauchen.[1]
Amateure können durch ihre Beobachtungen aktiv zum
wissenschaftlichen Verständnis von Jupiters Magnetosphäre und
seinen Auroras beitragen.[1]
2. Das notwendige Equipment: Dein DIY-Radioteleskop für Jupiter
Der Einstieg in die Radioastronomie des Jupiters erfordert eine
überschaubare Grundausstattung, die für viele Hobbyisten
erschwinglich und im Eigenbau realisierbar ist. Die
Kernkomponenten umfassen eine Antenne zum Auffangen der
Radiowellen, einen Software-Defined Radio (SDR) Receiver zur
Digitalisierung der Signale, einen Computer mit geeigneter
Software zur Analyse und Visualisierung sowie die notwendigen
Kabel und Adapter zur Verbindung der Komponenten.[1], [6] Ein
optionaler, aber oft empfohlener Zusatz ist ein rauscharmes
Verstärkermodul (Low-Noise Amplifier, LNA), um schwache Signale
zu verstärken und die Detektion von Quellen wie der Milchstraße
zu erleichtern.[1] Es ist jedoch Vorsicht geboten:
Breitband-Transistor-Preamps, die oft sehr günstig sind (unter 20
US-Dollar), können mehr Probleme wie Intermodulationsprodukte und
Desensibilisierung verursachen, als sie lösen. Stattdessen wird
ein Preselector empfohlen, ein abgestimmter Schaltkreis vor dem
Verstärker, der nur den gewünschten Frequenzbereich durchlässt
und so die Empfindlichkeit gegenüber den kosmischen Signalen
erhöht, während starke lokale Störungen unterdrückt werden.[7]
Antennen für Jupiter (bevorzugt DIY)
Für die Beobachtung von Jupiter ist die Antenne das Herzstück des
Setups. Jupiters Radioemissionen können von der Erde aus auf
Frequenzen von etwa 14 bis 38 MHz empfangen werden.[2], [7], [8],
[9] Für die höchste Erfolgswahrscheinlichkeit wird ein Bereich
zwischen 18 und 28 MHz empfohlen.[7], [9] Signale unter 15 MHz
werden durch die Ionosphäre der Erde stark gedämpft oder
abgelenkt, während Signale am oberen Ende des Spektrums (über 28
MHz) tendenziell schwächer sind.[7], [9] Diese Emissionen werden
als „dekametrische Radiostürme“ bezeichnet, da ihre Wellenlängen
im Bereich von zehn Metern liegen.[10]
Die Wahl der Frequenz ist entscheidend, da die Erdatmosphäre,
insbesondere die Ionosphäre, als dynamisches Filter wirkt.
Signale unter 15 MHz werden stark abgeschwächt oder von der
Ionosphäre reflektiert, was eine natürliche Barriere für
bodengestützte Beobachtungen darstellt.[7], [8], [11], [4], [12],
[13], [14], [15], [9] Dies begrenzt den zugänglichen
Frequenzbereich erheblich. Gleichzeitig können höhere Frequenzen
oft ionosphärische Effekte umgehen.[8], [9] Die Überprüfung von
Amateurfunkbändern knapp unterhalb der beabsichtigten
Jupiter-Hörfrequenz kann Aufschluss über die aktuelle
Reflektivität der Ionosphäre geben, was für die Planung von
Beobachtungen nützlich ist.[8], [9] Dies verwandelt die
Ionosphäre von einem bloßen Hindernis in ein Diagnosewerkzeug,
das Amateuren hilft, die besten Beobachtungsbedingungen zu
ermitteln.
Für Anfänger ist die Dipolantenne die
einfachste, kostengünstigste und am leichtesten zu bauende
Antenne, die für den Empfang von Jupiters lautesten Bursts
ausreicht.[10], [16] Eine grundlegende DIY-Anleitung für eine
21-MHz-Antenne sieht vor, die Gesamtlänge des Dipols durch die
Formel 467 / Frequenz (MHz) in Fuß zu bestimmen. Für 21 MHz
ergibt sich eine Länge von 22.24 Fuß (ca. 6.78 Meter). Diese
Länge wird in zwei gleiche Hälften geteilt, die die „Beine“ des
Dipols bilden.[16] Benötigte Materialien sind etwa 25 Fuß (ca.
7.6 Meter) Litzen-Kupferdraht (AWG #12), robustes Nylonseil,
Plexiglas oder kommerzielle Isolatoren und 50 Ohm Koaxialkabel
(RG/8X mini-foam wird bevorzugt; RG/58AU ist verlustreicher und
anfälliger für Interferenzen).[16] Die beiden Drahtstücke (für
allgemeine Zwecke ca. 1.5 Meter pro Stück) werden T-förmig an
einem Kunststoff- oder Holzträger befestigt und dann mit einem
Koaxialkabel verbunden.[1], [1], [1] Das Radio JOVE Projekt
verwendet ein Dual-Dipol-Array, bestehend aus zwei horizontalen,
parallelen Dipolantennen aus Kupferdraht, die etwa 3 Meter über
dem Boden aufgehängt und über RG59U Koaxialkabel und einen Power
Combiner/Splitter mit dem Empfänger verbunden sind.[17], [18] Die
Gesamtlänge der Drähte für eine einzelne Dipolantenne im Radio
JOVE Kit beträgt 23 Fuß 3 Zoll (ca. 7.09 Meter).[19]
Die Ausrichtung der Antenne ist entscheidend für den Erfolg. Das
Strahlungsmuster eines Dipols ist „Donut-förmig“, was bedeutet,
dass er am empfindlichsten für Signale ist, die senkrecht zu
seiner Länge eintreffen.[16] Für Beobachter in mittleren und
höheren Breitengraden wird eine Ost-West-Ausrichtung des Dipols
empfohlen, während für Äquatornähe eine Nord-Süd-Ausrichtung
vorteilhafter sein kann. Eine optimale Lösung ist die Verwendung
von zwei Dipolen (einer Nord-Süd und einer Ost-West), die am
Empfänger umgeschaltet werden können, um die beste Ausrichtung
für Jupiters aktuelle Position zu wählen.[16] Die Höhe der
Antenne über dem Boden (zwischen 1/4 und 3/8 einer Wellenlänge)
beeinflusst den Abstrahlwinkel und ist entscheidend für den
Erfolg.[10], [16]
Neben Dipolen können auch andere Antennentypen verwendet werden.
Eine alte Satellitenschüssel kann als Radioteleskop
umfunktioniert werden.[1], [20] Richtantennen wie Yagis, Quads
oder Moxons können die Erfolgschancen erheblich verbessern, da
sie eine höhere Richtwirkung aufweisen und oft mit einem
TV-Antennenrotor gedreht werden können, um Jupiter zu
verfolgen.[4], [21], [16] Die historische Mills Cross Antenne,
mit der Jupiters Radiostrahlung entdeckt wurde, war ein riesiges
Array aus über 100 Dipolen.[4], [5], [4]
SDR-Receiver (Software-Defined Radio)
SDR-Receiver sind kleine, erschwingliche USB-Geräte, die an den
Computer angeschlossen werden und es ermöglichen, auf bestimmte
Radiofrequenzen abzustimmen und Signale aus dem Weltraum zu
erfassen.[1] Die weite Verbreitung und Zugänglichkeit von SDRs in
Kombination mit der Möglichkeit, Antennen im Eigenbau
herzustellen, hat die Radioastronomie erheblich demokratisiert.
Diese Synergie senkt die Eintrittsbarriere erheblich und
ermöglicht es einer viel breiteren Öffentlichkeit, sich mit
dieser komplexen Wissenschaft zu beschäftigen.
Empfohlene Modelle: Die RTL-SDR Blog V3 oder V4
Dongles sind weit verbreitet und kostengünstig.[1], [22] Der
SDRplay RSP1B (Nachfolger des RSP1A) ist ein vollwertiger
14-Bit-Breitband-SDR, der den Radiofrequenzbereich von 1 kHz
(VLF) bis 2 GHz (Mikrowellen) abdeckt und vom Radio JOVE Projekt
als Empfänger optimiert für 16-24 MHz eingesetzt wird.[6], [21],
[6], [23]
V3 vs. V4: Der RTL-SDR Blog V4 bietet eine
verbesserte Filterung und einen besseren HF-Empfang im Vergleich
zum V3, da er einen HF-Upconverter verwendet. Dies reduziert
Probleme wie Überlastung und Phantom-Signale, die beim V3 im
Direktabtastungsmodus auftreten konnten.[24] Für UHF- und
VHF-Frequenzen gibt es kaum Leistungsunterschiede zwischen V3 und
V4.[25] Der V4 ermöglicht eine kontinuierliche Abstimmung von 0
bis 1000 MHz.[24]
Wichtige Receiver-Einstellungen: Eine
entscheidende Funktion ist die Möglichkeit, die
Automatische Verstärkungsregelung (AGC) zu
deaktivieren.[17], [7], [4], [21], [4], [4], [6], [23], [7] Die
AGC, eine Standardfunktion in vielen Empfängern zur
Lautstärkestabilisierung, kann die sehr variablen Signale
Jupiters, die man beobachten möchte, maskieren.[7] Da die
Schwankungen der Signalstärke selbst die relevanten Daten
darstellen, würde eine automatische Glättung durch die AGC die
Beobachtung verfälschen. Auch Noise Blanker (NB)
und Noise Reduction (NR) sollten für
Jupiter-Beobachtungen ausgeschaltet werden, um
Signalverfälschungen zu vermeiden.[21], [23] Für den Empfang von
Jupiter-Signalen ist eine AM- oder
Produkt-Detektion (oft als CW oder SSB bezeichnet)
erforderlich, da FM-Empfänger ungeeignet sind.[7], [4], [4], [4],
[23], [7] Eine breite IF-Selektivität (15
Kilohertz oder mehr) ist wünschenswert, da Jupiters Signale
breitbandig sind.[7], [7] Eine externe Antennenbuchse ist
unerlässlich, da die kleinen Peitschenantennen der meisten
Empfänger nicht ausreichen.[7], [7]
3. Frequenzbereiche und wissenschaftliche Rückschlüsse
Jupiter ist nach der Sonne der lauteste Radiosender im
Sonnensystem.[3], [2] Seine Radioemissionen lassen sich in
verschiedene Typen unterteilen, die unterschiedliche
Informationen über den Planeten und seine Umgebung liefern.
Jupiters Radioemissionen
Die primären Ziele für Amateurbeobachtungen sind die
dekametrischen Emissionen (DAM). Diese sind von
der Erde aus in einem Frequenzbereich von etwa 14 bis 38 MHz
hörbar.[2], [7], [8], [11], [9] Bodenbasierte Beobachtungen sind
jedoch durch den ionosphärischen Cutoff bei etwa 10 MHz begrenzt,
der niedrigere Frequenzen blockiert.[12], [13], [14] Die
Voyager-Sonde, die außerhalb der Erdatmosphäre operierte, konnte
Jupiter-Emissionen bis hinunter zu 60 kHz detektieren.[2], [2]
Innerhalb der dekametrischen Emissionen werden zwei Haupttypen
unterschieden:
L-Bursts (Long bursts): Diese klingen wie
Meereswellen, die am Strand brechen, und dauern typischerweise
Sekunden.[4], [26], [10], [4], [4], [27], [4] Sie können
Modulationsspuren enthalten, die in der Frequenz nach oben oder
unten driften.[26]
S-Bursts (Short bursts): Diese klingen wie
knallendes Popcorn oder eine Handvoll Kies, die auf ein
Blechdach geworfen wird. Sie sind sehr kurz, dauern nur wenige
Millisekunden, und können mit Raten von Dutzenden pro Sekunde
auftreten.[4], [26], [10], [4], [4], [27], [4] S-Bursts driften
in der Frequenz mit der Zeit nach unten.[26]
Ein Radiosturm, bestehend aus L- oder S-Bursts, kann von wenigen
Minuten bis zu mehreren Stunden andauern.[4], [4], [4]
Jupiter emittiert auch dezimetrische Emissionen,
eine stetige Radioemission bei kürzeren Wellenlängen, die von 178
MHz bis 5000 MHz reichen und von der Cassini-Sonde sogar bei
13800 MHz gemessen wurden.[2], [2] Diese werden als
Synchrotronstrahlung interpretiert, die von extrem
hochenergetischen Elektronen erzeugt wird, die sich im Magnetfeld
des Planeten bewegen.[2], [2] Diese Emissionen sind mit den hier
diskutierten Amateurmitteln nicht direkt zugänglich.
Was man anhand der Frequenzen lernen kann
Die charakteristischen Radioemissionen Jupiters sind nicht
zufällig, sondern stellen einen „Fingerabdruck“ komplexer
planetarer Physik dar. Ihre spezifischen Eigenschaften – Dauer,
Klang und Frequenzdrift – sind direkt mit den zugrunde liegenden
magnetosphärischen Wechselwirkungen verbunden.[11], [4], [28],
[2], [26] Durch das bloße „Zuhören“ und Aufzeichnen dieser
einzigartigen „Klänge“ können Amateure direkt an der Beobachtung
fundamentaler astrophysikalischer Prozesse teilhaben.
Jupiters Magnetfeld und Auroras: Die
Entdeckung, dass die meisten Radiowellen von Jupiter
polarisiert sind, war eine der ersten Hinweise auf die Existenz
eines Magnetfeldes bei Jupiter.[29], [11], [2], [11]
Beobachtungen dieser Emissionen helfen, Modelle von Jupiters
Magnetosphäre und seinen Auroras zu verfeinern.[1], [1] Die
Radiowellen werden erzeugt, wenn geladene Teilchen (Elektronen
und Protonen) in Jupiters Magnetfeld spiralisieren und dabei
Strahlung emittieren.[29], [11], [2], [11], [30]
Io-Interaktion: Die dekametrischen Radiostürme
werden stark von der Position des Mondes Io in seiner
Umlaufbahn beeinflusst.[2], [11], [31], [29], [2], [11] Ein
elektrischer Strom von etwa fünf Millionen Ampere fließt in
einem magnetischen Flussrohr, das Jupiter und Io verbindet.[2],
[2] Diese Interaktion „energetisiert“ die Radioemissionen.[29]
Die Wahrscheinlichkeit, Emissionen zu hören, hängt entscheidend
von der Central Meridian Longitude (CML III)
Jupiters (der uns zugewandten Seite) und der
Io-Phase (Ios Position relativ zur Erde)
ab.[11], [31], [18], [26], [11]
Jupiters Rotation: Die regelmäßige Wiederkehr
der Radiostürme ermöglichte die präzise Bestimmung von Jupiters
Rotationsperiode (System III), die als die genaueste
Rotationsperiode des Planeten gilt.[2], [29], [11], [2], [11],
[30]
Ionosphäre der Erde: Die Erdatmosphäre,
insbesondere die Ionosphäre, spielt eine doppelte Rolle. Sie
dämpft oder bricht Signale unter 15 MHz stark ab, was eine
natürliche Barriere für bodengestützte Beobachtungen
darstellt.[7], [8], [11], [4], [12], [13], [14], [15], [9]
Gleichzeitig können höhere Frequenzen oft ionosphärische
Effekte umgehen.[8], [9] Die Überprüfung von Amateurfunkbändern
knapp unterhalb der beabsichtigten Jupiter-Hörfrequenz kann
Aufschluss über die aktuelle Reflektivität der Ionosphäre
geben, was für die Planung von Beobachtungen nützlich ist.[8],
[9]
Wissenschaftlich geklärt vs. offene Fragen
Die Radioastronomie hat bereits viele Geheimnisse Jupiters
gelüftet, doch es gibt weiterhin offene Fragen, bei deren
Beantwortung auch Amateure eine Rolle spielen können.
Geklärt: Die Existenz und Stärke von Jupiters
Magnetfeld, der dominante Einfluss von Io auf die dekametrischen
Emissionen, die präzise Rotationsperiode des Planeten und die
grundlegenden physikalischen Mechanismen der Radioemission
(Elektronen, die in Magnetfeldern spiralisieren) sind
wissenschaftlich gut verstanden.[2], [29], [11], [2], [11], [30]
Offene Fragen: Trotz der Fortschritte bleiben
wichtige Fragen offen:
Die genaue Dichte und Verteilung des Io-Torus und wie diese
sich mit der Zeit und Ios vulkanischer Aktivität ändern.[29],
[11]
Der genaue Einfluss der Sonne auf Jupiters
Radioemissionen.[29], [11]
Ob und wie andere galileische Monde (Europa, Ganymed)
Jupiters Radioemissionen beeinflussen.[29], [11] Neuere Forschung
deutet darauf hin, dass Ganymed ebenfalls S-Bursts auslösen kann
und dass Europa und Ganymed mit induzierten Radioemissionen in
Verbindung stehen.[32]
Die genaue Breite, Form und Konstanz der Radioemissions-Beams
von Jupiter.[3], [29], [11]
Der detaillierte Zusammenhang zwischen UV- und
Radio-Aurora-Emissionen.[32]
Die präzisen Orte innerhalb der Magnetosphäre, an denen die
dekametrischen Emissionen entstehen, um die erforderliche
Magnetfeldstärke und Elektronendichte für die von Sonden wie Juno
gesammelten Daten zu bestimmen.[3]
4. Software für Datenerfassung und -analyse (bevorzugt Open
Source)
Die Software-Landschaft ist ein Rückgrat der
Amateur-Radioastronomie, das die Zugänglichkeit und
Innovationsfähigkeit dieses Feldes maßgeblich prägt. Die Fülle an
kostenloser und quelloffener Software, die für SDR-Empfänger
verfügbar ist, schafft ein lebendiges, kollaboratives Ökosystem.
Dies senkt die finanziellen Hürden erheblich und fördert eine
kontinuierliche Weiterentwicklung in der Datenerfassung,
-verarbeitung und -analyse. Der Computer wird somit zu einem
zentralen Bestandteil des „Radioteleskops“.
Erfassung und Visualisierung
Für die Erfassung und Visualisierung der Radiosignale stehen
verschiedene Programme zur Verfügung:
SDR# (SDRSharp): Eine weit verbreitete und
benutzerfreundliche Software für SDR-Empfänger, die als eine
der am einfachsten einzurichtenden und zu bedienenden Optionen
mit RTL-SDRs gilt.[1], [22]
GNU Radio: Eine leistungsstarke
Open-Source-Software-Suite für Software-Defined Radio. Sie
ermöglicht es Benutzern, eigene Digital Signal Processing
(DSP)-Anwendungen zu entwickeln, oft über eine intuitive
grafische Oberfläche namens GNU Radio Companion.[1], [33] Dies
ist ideal zur Optimierung der Software zur Steuerung von
RTL2832U SDRs speziell für Radioastronomie-Anwendungen.[33]
Gqrx SDR: Eine weitere beliebte SDR-Software,
die auf GNU Radio basiert und für den Empfang und die
Visualisierung von Funksignalen verwendet werden kann.[20],
[33]
SDR Console: Dies ist eine kommerzielle
Software, die häufig mit SDRplay RSP1B Radios geliefert wird.
Sie dient als Zwischensoftware zur Verbindung und Steuerung des
SDR-Receivers.[6], [21]
Radio-Sky Spectrograph (RSS): Eine speziell
für die Radioastronomie entwickelte Software. Sie ermöglicht
die Anzeige und Speicherung von Spektrogrammen in Echtzeit,
kann Daten über das Internet teilen und Echtzeitdaten von
anderen Observatoren empfangen.[34], [35], [6], [28], [6],
[36], [28], [21], [28], [6], [36], [36] Das Programm ist für
den Bereich um 20 MHz optimiert [6], [21] und kann bis zu 512
Frequenzkanäle gleichzeitig aufzeichnen.[34], [35] Es bietet
Funktionen wie das Entfernen von Hintergrundrauschen (Color
Offset) und das Anpassen des Farbbereichs (Color Gain).[34],
[35]
Radio SkyPipe II: Ein vielseitiges,
Internet-fähiges Strip-Chart-Recorder-Programm von RadioSky
Publishing. Es zeichnet Signalstärken über die Zeit auf und
visualisiert sie.[1], [8], [4], [37], [4], [36], [36] Es kann
Daten von der Soundkarte des PCs oder von
Analog-Digital-Wandlern (ADCs) sammeln und in Echtzeit mit
anderen teilen.[38], [8], [36] Eine integrierte Chat-Funktion
erleichtert die Kommunikation und Zusammenarbeit während der
Beobachtungen.[8], [36], [36], [36] Das Programm unterstützt
verschiedene Datenquellen wie Soundkarten, ADCs (z.B. LabJack
U3/U12) und sogar die Ergebnisse von Gleichungen als
Datenquelle für Pro-Nutzer.[38]
Vorhersage-Tools
Um die Chancen auf erfolgreiche Beobachtungen zu maximieren, sind
spezielle Vorhersage-Tools unerlässlich. Diese Werkzeuge sind der
Schlüssel zur Effizienz, da sie die komplexen Himmelsmechaniken
in praktische Beobachtungszeiten übersetzen. Sie ermöglichen es
Amateuren, ihre begrenzte Beobachtungszeit optimal zu nutzen und
gezielt nach den oft schwer fassbaren Jupiter-Bursts zu suchen,
was die Aktivität von einem zufälligen Zuhören zu einer
wissenschaftlich fundierten Beobachtung macht.
Radio Jupiter Pro (RJP): Eine unverzichtbare
Software zur Vorhersage der wahrscheinlichsten Zeiten für
Jupiter-Radiostürme. Sie berücksichtigt dabei die System III
Longitude (CML III) Jupiters und die Io-Phase.[11], [39], [31],
[18], [26], [10], [12], [14], [36] Das Programm bietet
grafische Darstellungen der Jupiter-Sichtbarkeit und kann an
den spezifischen Beobachtungsstandort angepasst werden.[39],
[12], [14] Die zugrunde liegenden Standardbereiche für die
Vorhersagen basieren auf über 40 Jahren Beobachtungsdaten der
University of Florida.[31], [18]
Jupiter Probability Tool: Eine Java-basierte
Anwendung, die Vorhersagen zur Beobachtbarkeit von
Jupiter-Radioemissionen liefert, abhängig vom Standort des
Beobachters und der Emissionsklasse. Sie visualisiert die
Beobachtungsgeometrie auf Phase-CML-Karten.[12], [14]
ExPRES (Exoplanetary and Planetary Radio Emission
Simulator): Ein Modellierungscode, der zur Erstellung
dynamischer Spektren-Vorhersagen für planetare Radioemissionen
verwendet wird.[12], [14]
5. Herausforderungen und Fallstricke im Amateurfunk
Die Radioastronomie, insbesondere für Amateure, ist mit
spezifischen Herausforderungen verbunden, die ein tiefes
Verständnis und oft kreative Lösungen erfordern. Der „unsichtbare
Feind“ des Radioastronomen ist die
Radiofrequenz-Interferenz (RFI).
Radiofrequenz-Interferenzen (RFI)
Definition: RFI ist jedes Radiosignal, das nicht
kosmischen Ursprungs ist und empfindliche
Radioastronomie-Instrumente oder Beobachtungen stört.[40], [41]
Menschgemachte Signale sind in der Regel um Größenordnungen
stärker als die schwachen kosmischen Quellen.[40] Die
allgegenwärtige Natur von RFI, insbesondere von gängigen
Haushaltselektronikgeräten, stellt das größte praktische
Hindernis für Amateur-Radioastronomen dar. Die Identifizierung
und Reduzierung dieser lokalen Rauschquellen ist ebenso
entscheidend wie der Empfang der kosmischen Signale selbst.
Quellen:
Hausinterne Quellen: Häufige Verursacher sind
Schaltnetzteile (in Laptops, Handyladegeräten,
LED-Beleuchtung), Leuchtstofflampen, Dimmer, Motoren (in
Kühlschränken, Klimaanlagen, Waschmaschinen), Plasma-Fernseher,
WLAN-Router und Ethernet Over Powerlines (PLT), die das
Kurzwellenspektrum stark verschmutzen.[29], [42], [43] Sogar
der eigene Computer und Monitor können erhebliche RFI-Quellen
sein.[42]
Externe Quellen: Dazu gehören kommerzielle
Rundfunksender, Mobilkommunikation, Radar und Satelliten.[40],
[41]
Arten von RFI: RFI kann als kontinuierliche
Wellen (schwer von echten kosmischen Signalen zu unterscheiden),
gepulste RFI (schwer von kosmischen Pulsen zu unterscheiden) oder
Breitband-RFI (schwer von breitbandigen kosmischen Signalen zu
unterscheiden) auftreten.[29], [41]
Auswirkungen: RFI kann zu Datenverlust, der
Notwendigkeit längerer Beobachtungszeiten zur Erzielung gleicher
Empfindlichkeit und sogar zu Hardwareschäden an empfindlichen
Empfängern führen.[40] Eine Überlastung des Empfängers durch
starke RFI-Signale kann zudem das gewünschte kosmische Signal
unterdrücken.[29], [44], [13]
Gegenmaßnahmen (RFI-Mitigation): Die effektive
RFI-Mitigation erfordert einen mehrschichtigen Ansatz, der
verschiedene technische Methoden an unterschiedlichen Stellen im
Signalpfad des Systems kombiniert.[45] Dies unterstreicht die
Komplexität, aber auch das erhebliche Potenzial zur Verbesserung
der Signalqualität durch sorgfältige, vielfältige Anstrengungen.
Präventiv:
Standortwahl: Die geografische Isolation
in sogenannten „Radio Quiet Zones“ (RQZs) ist die
effektivste Methode zur Vermeidung von RFI aus
terrestrischen Quellen.[40] Für Amateure bedeutet dies,
Beobachtungsstandorte möglichst weit entfernt von
städtischen Gebieten mit hoher elektronischer Aktivität zu
wählen.[21]
Identifizierung und Eliminierung: Ein
effektiver erster Schritt ist der
„Hauptstromschalter-Trick“: Mit einem batteriebetriebenen
Empfänger testet man, ob das Ausschalten des
Hauptstromschalters im Haus die RFI eliminiert. Wenn ja,
liegt die Quelle im Haus und kann durch systematisches
Abschalten einzelner Stromkreise und Geräte lokalisiert
werden.[42], [46]
Hardware-basiert:
Abschirmung: Das Einschließen
elektronischer Systeme in Metallgehäuse, die elektrisch mit
dem Erdpotential verbunden sind, kann HF-Rauschen
eindämmen.[47], [48] Kupfer und Aluminium sind hierfür gute
Materialien.[48] Auch die Abschirmung von Kabeln ist
wichtig.[47], [48]
Filterung: Das Anbringen von Filterkreisen
(z.B. Kondensatoren und Drosselspulen) an den Anschlüssen
von Geräten, die Rauschen erzeugen, ist eine praktische
Methode zur RFI-Unterdrückung.[48] Verschiedene Filtertypen
wie C-Filter (rein kapazitiv), CL/LC-Filter (Induktivität
und Kapazität kombiniert) und Pi-Filter (zwei
Kondensatoren, ein Induktor) bieten unterschiedliche
Filterleistungen.[49] Ferritkerne, die um Kabel gewickelt
werden, sind ebenfalls wirksam.[50] Ein
Antennen-Preselector ist ein abstimmbares Filter, das nur
den gewünschten Frequenzbereich zum Empfänger durchlässt
und unerwünschte Frequenzen blockiert.[7], [43]
Erdung: Eine ordnungsgemäße Erdung leitet
HF-Rauschen zur Erde ab, anstatt es als Strahlung zu
emittieren.[48]
Baluns: Symmetrierglieder (Baluns) können
verhindern, dass Rauschströme von innerhalb des Hauses
entlang des Antennenkabels in den Empfangsteil der Antenne
gelangen.[43]
Empfänger-Features: Obwohl für
Jupiter-Beobachtungen meist deaktiviert, sind
Rauschunterdrückung (Noise Reduction, NR) und
Rauschbegrenzer (Noise Blanker, NB) in teureren Empfängern
vorhanden und können bei anderen RFI-Problemen helfen.[7],
[21], [23]
Software-basiert/Post-Processing:
Frequenzfilterung: Entfernen spezifischer
Frequenzbereiche aus den aufgezeichneten Daten.[41]
Zeitbereichs-Blanking: Entfernen von
Daten, die in bestimmten Zeitbereichen durch RFI
kontaminiert sind.[51], [41]
Subtraktion: Anspruchsvollere Algorithmen
können das RFI-Signal von den beobachteten Daten
subtrahieren, um mehr vom astronomischen Signal zu
bewahren.[51]
Adaptive Filterung: Techniken, die RFI
adaptiv basierend auf ihren Charakteristika herausfiltern,
oft unter Verwendung von Referenzantennen oder -signalen
zur Charakterisierung der RFI.[51]
Maschinelles Lernen/KI: Algorithmen des
maschinellen Lernens können darauf trainiert werden,
RFI-Muster in den Daten zu identifizieren und zu
entfernen.[51], [41], [52] Techniken wie Spektrale Kurtosis
oder Singular Value Decomposition (SVD) können zur
RFI-Identifizierung eingesetzt werden.[51]
Echtzeit-Signalverarbeitung: Ein wichtiges
Prinzip ist, RFI so früh wie möglich in der Datenkette und
mit höchstmöglicher Zeit- und Spektralauflösung zu
entfernen, um Datenverlust zu minimieren.[45], [41]
Ionosphärische Effekte
Wie bereits im Abschnitt über Frequenzen erwähnt, stellt die
Ionosphäre eine natürliche Barriere dar, die Radiowellen mit
Frequenzen unter etwa 10-15 MHz für bodengestützte Empfänger
blockiert oder stark dämpft.[7], [8], [11], [4], [12], [13],
[14], [15], [9] Dies ist eine unvermeidbare Schwierigkeit für
Amateure, die Jupiter-Emissionen beobachten wollen, da es den
Zugang zu den niedrigsten Frequenzbereichen Jupiters verhindert.
Die Ionosphäre spielt jedoch eine ambivalente Rolle: Während sie
tiefe Frequenzen blockiert, schirmt sie bodengestützte
Observatorien effektiv vor noch tieferfrequenter terrestrischer
RFI ab, die andernfalls die Empfänger überfordern würde. Diese
natürliche Filterwirkung definiert das beobachtbare Fenster für
die bodengestützte Radioastronomie.
Antennenplatzierung und -ausrichtung
Die Effektivität einer Dipolantenne ist am größten, wenn Signale
senkrecht zu ihrer Länge eintreffen.[16] Eine feste Antenne wird
daher nicht immer optimal auf Jupiter ausgerichtet sein, es sei
denn, die Beobachtungszeit und Jahreszeit sind spezifisch
abgestimmt.[16] Die Höhe der Antenne über dem Boden beeinflusst
den Abstrahlwinkel und somit die Empfindlichkeit für Signale aus
verschiedenen Höhenwinkeln.[16] Die Nähe zu Stromleitungen oder
Gebäuden sollte unbedingt vermieden werden, da diese erhebliche
elektrische Störungen (RFI) verursachen können, die die schwachen
kosmischen Signale überdecken.[21]
6. Amateure unterstützen die Wissenschaft: Citizen Science
Die Radioastronomie bietet eine einzigartige Plattform für
Citizen Science, bei der Amateure einen direkten und wertvollen
Beitrag zur wissenschaftlichen Forschung leisten können.
Beiträge zur Jupiter-Forschung
Amateure können durch das „Zuhören“ von Jupiters Radio-Bursts und
das Teilen ihrer Beobachtungen wertvolle Daten für die
wissenschaftliche Forschung liefern.[1], [27], [1] Ihre
gesammelten Daten können dazu beitragen, bestehende Modelle von
Jupiters Magnetfeld und seinen Auroras zu verfeinern und zu
verbessern.[1], [1]
Besonders wertvoll sind kontinuierliche Amateurbeobachtungen, da
sie zeitliche Lücken in den oft limitierten Beobachtungszeiten
professioneller Teleskope schließen können.[53] Professionelle
Observatorien sind zwar leistungsstark, haben aber oft nur
begrenzte und geplante Beobachtungszeiten. Die unermüdliche
Beobachtung durch Amateure kann daher eine kontinuierliche
Aufzeichnung liefern, die für das Verständnis langfristiger
Schwankungen, saisonaler Veränderungen oder seltener, transienter
Ereignisse unerlässlich ist. Dies kann sogar dazu führen, dass
professionelle Observatorien auf plötzliche oder seltene
Ereignisse aufmerksam werden und Folgestudien einleiten, wie
beispielsweise bei der Entdeckung von Feuerbällen in Jupiters
Atmosphäre.[53] Amateure sind in der Lage, die Struktur und die
Evolution atmosphärischer Merkmale über längere Zeiträume zu
verfolgen.[53]
Gemeinschaft und Datenzugang
Projekte wie Radio JOVE der NASA ermöglichen es Schulen und
Amateurwissenschaftlern weltweit, eigene Radioteleskope zu bauen
und an der Beobachtung von Jupiter teilzunehmen.[6], [4], [37],
[6], [27], [27]
Das Radio JOVE Data Archive ist eine zentrale
Ressource, die fast zwei Jahrzehnte an Radiobeobachtungen von der
Sonne, Jupiter, der Milchstraße und ionosphärischen Phänomenen
der Erde enthält.[28], [28], [28] Dieses Archiv umfasst Bilder,
Töne, Textbeschreibungen sowie Daten, die mit der Radio Sky-Pipe
und Radio Spectrograph Software erstellt wurden.[28], [28], [28]
Der Zugriff auf das Archiv und der Download von Daten sind
öffentlich verfügbar.[28] Die Radio-SkyPipe Software bietet zudem
eine Funktion, um direkt aus der Anwendung heraus das Radio JOVE
Archiv zu durchsuchen und Daten herunterzuladen.[54], [54]
SkyPipe ermöglicht es auch, Echtzeitdaten über das Internet mit
anderen Beobachtern zu teilen und Daten von entfernten Quellen zu
empfangen.[8], [21], [36], [36]
Vergleich Amateur vs. Professionelle Radioastronomie
Die Fähigkeiten von Amateur- und professionellen Radioastronomen
unterscheiden sich erheblich, ergänzen sich aber auch auf
wichtige Weise.
Amateur-Fähigkeiten:
Zugänglichkeit und Kosten: Amateur-Setups sind
kostengünstig und relativ einfach aufzubauen, was den Einstieg
für viele Interessierte ermöglicht.[1], [4], [2], [27], [55]
Kontinuierliche Überwachung: Amateure können
über längere Zeiträume hinweg kontinuierliche Beobachtungen
durchführen, was für das Erfassen seltener oder lang
anhaltender Phänomene entscheidend ist.[53]
Flexibilität und schnelle Reaktion: Die
geringere Komplexität von Amateur-Setups ermöglicht es, schnell
auf unerwartete Ereignisse zu reagieren, die von
professionellen Observatorien möglicherweise aufgrund von
Zeitplänen verpasst werden.[53]
Direkte Beteiligung: Projekte wie Radio JOVE
ermöglichen eine direkte Beteiligung an der Datenerfassung und
-analyse.[37], [2], [27]
Professionelle Fähigkeiten:
Größe und Empfindlichkeit: Professionelle
Radioteleskope sind wesentlich größer und empfindlicher als
Amateur-Geräte. Beispiele sind das Very Large Array (VLA) mit
27 Schüsseln von je 25 Metern Durchmesser, die eine Auflösung
von bis zu 36 km Durchmesser simulieren können [56], [57], oder
die historische Mills Cross Antenne mit über 100 Dipolen.[4],
[5], [4] Die University of Florida betreibt eine
640-Dipol-Phased-Array-Antenne.[4], [4]
Auflösung: Die Winkelauflösung eines
Radioteleskops ist eine Funktion des Durchmessers des
„Objektivs“ im Verhältnis zur Wellenlänge der beobachteten
elektromagnetischen Strahlung.[58], [59], [57] Da Radiowellen
viel längere Wellenlängen haben als sichtbares Licht, müssen
Radioteleskope viel größer sein, um eine vergleichbare
Auflösung zu erreichen.[58], [60], [60], [59], [57]
Professionelle Teleskope nutzen Techniken wie die
Radio-Interferometrie, bei der Signale von
weit auseinanderliegenden Teleskopen kombiniert werden, um eine
„virtuelle“ Antenne von enormer Größe und damit eine extrem
hohe Auflösung zu simulieren.[4], [56], [60], [60], [59], [57]
Frequenzbereiche: Professionelle Observatorien
können Jupiter auch in Frequenzbereichen beobachten, die für
Amateure unerreichbar sind, insbesondere im unteren
Kilohertz-Bereich (durch Weltraummissionen wie Voyager) [2],
[12], [14], [2] und im höheren Gigahertz-Bereich (z.B. Cassini
bei 13.8 GHz).[2], [2]
Spezialisierte Instrumente und
Weltraummissionen: Große Institutionen setzen
hochspezialisierte Instrumente ein und führen Weltraummissionen
durch (z.B. Juno, Europa Clipper, JUICE), die einzigartige
Daten liefern, die von der Erde aus nicht erfasst werden
können.[21], [12], [14], [61], [62], [3], [63], [64], [65],
[30] Diese Missionen ermöglichen Beobachtungen unterhalb des
ionosphärischen Cutoffs der Erde und aus nächster Nähe zu
Jupiter.
Gemeinsamkeiten und Überschneidungen:
Grundlagen: Beide Bereiche nutzen die gleichen
physikalischen Prinzipien der Radiowellenemission und
-detektion.
Datenaustausch: Plattformen wie das Radio JOVE
Archiv ermöglichen den Austausch von Daten zwischen Amateuren
und Forschern.[28], [28], [28]
Ergänzung: Amateurbeobachtungen können
professionelle Daten ergänzen, indem sie kontinuierliche
Zeitreihen liefern oder auf interessante Ereignisse aufmerksam
machen.[4], [6], [62], [53], [63] Das GAVRT-Projekt (Goldstone
Apple Valley Radio Telescope) beispielsweise lädt Studenten und
Citizen Scientists ein, Jupiters Synchrotronstrahlung zu
überwachen, um Daten zu liefern, die die Messungen des
Juno-Mikrowellenradiometers und VLA-Beobachtungen ergänzen.[63]
Auseinandergehende Möglichkeiten:
Auflösung und Empfindlichkeit: Die technischen
und analytischen Möglichkeiten gehen auseinander, insbesondere
bei der erreichbaren Auflösung und Empfindlichkeit.
Professionelle Teleskope können wesentlich schwächere Signale
detektieren und feinere Details auflösen, insbesondere durch
Interferometrie.[4], [58], [60], [60], [59], [57]
Frequenzzugang: Weltraumgestützte
Observatorien können Frequenzen unterhalb des ionosphärischen
Cutoffs der Erde erreichen, was für bodengestützte Amateure
unmöglich ist.[2], [12], [14], [2]
Zielobjekte: Während Amateure sich
hauptsächlich auf die starken dekametrischen Emissionen
konzentrieren, können professionelle Teleskope auch schwächere,
dezimetrische Emissionen und andere Quellen im Sonnensystem und
darüber hinaus untersuchen.[2], [2], [6], [64]
Rechenleistung für die Datenverarbeitung
Die Verarbeitung der Daten von einem Radioteleskop erfordert eine
angemessene Rechenleistung. Für die meisten SDR-Softwarelösungen
wird mindestens ein Dual-Core-Prozessor empfohlen, um einen
reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.[22] Das absolute Minimum
für Systeme, die mit SDR-Console arbeiten, ist ein Intel
i3-Prozessor mit 4 GB RAM unter Windows 7 (64-Bit).[39] Für
zukünftige SDR-Lösungen, die Bandbreiten von 20 MHz oder mehr
bieten, wird ein Intel i5-3570 oder i7-3770 (oder höher)
empfohlen, da diese erhebliche Verarbeitungsleistung und interne
Bandbreite erfordern.[39] Die 10. Generation der Intel CPUs
bietet bereits eine hervorragende Leistung, wobei ein
i5-Prozessor in der Regel ausreicht.[39] Die Auslagerung der
FFT-Berechnungen auf die Grafikkarte (GPU) mittels NVIDIA CUDA
oder OpenCL ist vorteilhaft, insbesondere bei Radios mit einer
Bandbreite von ~2 MHz oder höher und verbesserter Auflösung.[39]
Ein 4K-Monitor wird empfohlen, um die Visualisierung der Daten zu
optimieren.[39]
Was noch nicht geht und sehnlichst erwartet wird
Die Radioastronomie, sowohl professionell als auch amateurhaft,
steht vor weiteren Entwicklungen.
Niedrigfrequenz-Beobachtungen aus dem
Weltraum: Ein großer Wunsch ist die Beobachtung von
Jupiter und anderen Objekten im Ultra-Niedrigfrequenzbereich
(Wellenlängen länger als 20 Meter), der von der Erde aus durch
die Ionosphäre blockiert wird.[12], [14], [66], [66], [67]
Projekte wie das „Great Observatory for Long Wavelengths
(GO-LoW)“ schlagen ein interferometrisches Array von Tausenden
von Kleinsatelliten im Erde-Sonne-Lagrange-Punkt (z.B. L5) vor,
um Magnetfelder von Exoplaneten über ihre Radioemissionen im
Bereich von 100 kHz bis 15 MHz zu messen.[66], [66]
Verbesserte RFI-Mitigation: Trotz
fortschrittlicher Techniken bleibt die RFI-Unterdrückung eine
ständige Herausforderung, insbesondere angesichts der
zunehmenden drahtlosen Kommunikation.[45], [41] Die Entwicklung
noch fortschrittlicherer Algorithmen für maschinelles Lernen,
die sich an neue RFI-Muster anpassen können, sowie die
Erforschung neuer Technologien wie Quantencomputing für die
Echtzeitverarbeitung großer Datensätze sind zukünftige
Forschungsrichtungen.[51]
Höhere Auflösung bei niedrigen Frequenzen: Die
Bildgebung bei niedrigen Frequenzen, insbesondere mit hoher
Auflösung, ist noch eine Herausforderung. Mit Instrumenten wie
LOFAR wird daran gearbeitet, eine Auflösung von 1-2
Bogensekunden bei 30-40 MHz zu erreichen, was neue
Informationen über Jupiters Magnetfeld, die
Io-Jupiter-elektrodynamische Interaktion und den Plasma-Torus
liefern könnte.[15]
Detaillierte Kartierung von Jupiters
Magnetosphäre: Trotz der Erkenntnisse durch Missionen
wie Juno bleiben offene Fragen zur genauen Geometrie und
Dynamik von Jupiters Magnetfeld und den damit verbundenen
Emissionen.[32], [3]
Schlussfolgerungen
Die Radioastronomie des Jupiters bietet Hobbyisten eine
einzigartige und zugängliche Möglichkeit, sich aktiv an der
Erforschung des Kosmos zu beteiligen. Durch den Eigenbau von
Radioteleskopen, die Nutzung erschwinglicher SDR-Technologie und
quelloffener Software können Amateure die faszinierenden
dekametrischen Radiostürme Jupiters „hören“ und analysieren.
Diese Aktivität ist nicht nur ein spannendes Hobby, sondern
ermöglicht auch einen direkten Beitrag zur wissenschaftlichen
Forschung.
Die präzise Auswahl des Frequenzbereichs (optimal 18-28 MHz) und
die sorgfältige Antennenkonstruktion und -ausrichtung sind
entscheidend für den Erfolg. Insbesondere die Deaktivierung der
automatischen Verstärkungsregelung (AGC) am Empfänger ist
unerlässlich, um die dynamischen, wissenschaftlich relevanten
Signalvariationen Jupiters unverfälscht zu erfassen.
Die größte Herausforderung für Amateur-Radioastronomen bleibt die
Radiofrequenz-Interferenz (RFI) durch menschgemachte Quellen. Ein
mehrschichtiger Ansatz zur RFI-Mitigation, der von der
sorgfältigen Standortwahl über physische Abschirmung und
Filterung bis hin zu softwarebasierten Korrekturen reicht, ist
unerlässlich, um die schwachen kosmischen Signale zu isolieren.
Die kontinuierlichen Beobachtungen von Amateuren füllen wichtige
zeitliche Lücken in den Daten professioneller Observatorien und
können sogar zur Entdeckung seltener oder transienter Ereignisse
führen. Diese symbiotische Beziehung zwischen Amateur- und
professioneller Astronomie, unterstützt durch zugängliche
Software-Tools zur Vorhersage und Datenanalyse, stärkt das
gesamte Feld.
Während professionelle Einrichtungen mit riesigen Teleskopen und
Weltraummissionen unerreichte Empfindlichkeit, Auflösung und den
Zugang zu sonst blockierten Frequenzbereichen bieten, ermöglichen
Amateure eine breite, kontinuierliche Überwachung und eine
engagierte Citizen Science-Community. Der Fortschritt in der
SDR-Technologie und die Entwicklung von RFI-Mitigationsstrategien
werden die Fähigkeiten von Amateur-Radioastronomen weiter
verbessern und neue Entdeckungen ermöglichen, während zukünftige
Weltraummissionen und fortschrittliche bodengestützte Arrays die
tiefsten Geheimnisse Jupiters und darüber hinaus lüften werden.
Quellen
[34]: https://radiosky.com/RSS_Help.pdf
[24]:
https://www.elektormagazine.com/review/rtl-sdr-blog-v4-better-than-v3-review
[35]: https://radiosky.com/spec/RSS_Help2.pdf
[17]: http://physics.wku.edu/~gibson/radio/jove/station/
[6]: https://radiojove.gsfc.nasa.gov/kits/
[38]:
https://www.aj4co.org/AJ4CO%20Software%20Archive/RSP/Help%20Files/skypipehelp/V2/datasource.html
[7]: https://www.radiosky.com/juprcvr.html
[8]: https://www.radiosky.com/juprcvr.html
[11]:
https://radiojove.gsfc.nasa.gov/library/sci_briefs/decametric.htm
[4]:
https://www.radio-astronomy.org/pdf/qex/radio-jove-proof.pdf
[6]: https://radiojove.gsfc.nasa.gov/kits/
[39]: https://www.sdr-radio.com/computer
[28]: https://radiojove.net/archive.html
[31]: https://www.radiosky.com/jupmodes.html
Source: https://g.co/gemini/share/d00ae75b31d3
Sternenstaub-Detektive Inhaltsverzeichnis
1. Einführung: Jupiter als Radiosender – Das Unsichtbare
hören
2. Das notwendige Equipment: Dein DIY-Radioteleskop für
Jupiter
Antennen für Jupiter (bevorzugt DIY)
SDR-Receiver (Software-Defined Radio)
3. Frequenzbereiche und wissenschaftliche Rückschlüsse
Jupiters Radioemissionen
Was man anhand der Frequenzen lernen kann
Wissenschaftlich geklärt vs. offene Fragen
4. Software für Datenerfassung und -analyse (bevorzugt Open
Source)
Erfassung und Visualisierung
Vorhersage-Tools
5. Herausforderungen und Fallstricke im Amateurfunk
Radiofrequenz-Interferenzen (RFI)
Ionosphärische Effekte
Antennenplatzierung und -ausrichtung
6. Amateure unterstützen die Wissenschaft: Citizen Science
Beiträge zur Jupiter-Forschung
Gemeinschaft und Datenzugang
Vergleich Amateur vs. Professionelle Radioastronomie
Rechenleistung für die Datenverarbeitung
Was noch nicht geht und sehnlichst erwartet wird
Schlussfolgerungen
Quellen
1. Einführung: Jupiter als Radiosender – Das Unsichtbare hören
Die Radioastronomie eröffnet eine faszinierende Möglichkeit, den
Kosmos zu erkunden, die über die Grenzen der traditionellen
optischen Astronomie hinausgeht. Im Gegensatz zur visuellen
Sternenbeobachtung ist die Radioastronomie unabhängig von klarem
Himmel, Dunkelheit oder Wetterbedingungen.[1] Dies bietet einen
einzigartigen Vorteil für Hobbyastronomen, da sie so eine
Dimension des Universums erforschen können, die optischen
Teleskopen verborgen bleibt.[1] Diese Eigenschaft, die üblichen
Einschränkungen der visuellen Himmelsbeobachtung zu umgehen,
macht die Radioastronomie besonders reizvoll und zugänglich für
Enthusiasten, die sich dem Universum auf eine neue Art nähern
möchten. Es ist eine Möglichkeit, das Unsichtbare zu „sehen“ und
zu „hören“, was die Faszination für das Universum vertieft.
Jupiter ist ein besonders lohnendes Ziel für Radioastronomen. Der
Gasriese erzeugt aufgrund komplexer Wechselwirkungen zwischen
seinem mächtigen Magnetfeld und seinem innersten Mond Io
auffällige, knackende Radiosignale.[1], [2] Tatsächlich ist
Jupiter, abgesehen von der Sonne, der lauteste Radiosender in
unserem Sonnensystem.[3], [2] Diese charakteristischen
„Radiostürme“ sind für Amateure mit relativ einfacher Ausrüstung
hörbar.[1], [4] Die Entdeckung der Radiostrahlung von Jupiter im
Jahr 1955 durch Bernard Burke und Kenneth Franklin, die bei einer
Frequenz von 22 MHz erfolgte, lieferte die erste definitive
Evidenz für Jupiters Magnetfeld.[5], [2] Es ist bemerkenswert,
dass diese bahnbrechende Entdeckung in einem Frequenzbereich
stattfand, der auch heute noch für Amateurfunkgeräte und
Kurzwellenempfänger zugänglich ist. Dies verbindet die heutigen
Hobbyaktivitäten direkt mit den Anfängen der Radioastronomie und
zeigt, dass auch mit bescheidener Ausrüstung bedeutende
Beobachtungen möglich sind. Neben diesen intermittierenden
decametrischen Emissionen sendet Jupiter auch eine stetige
Radioemission bei kürzeren (dezimetrischen) Wellenlängen aus.[2],
[2]
Ein großer Reiz der Radioastronomie liegt in der Möglichkeit, ein
eigenes Radioteleskop mit einfachen Werkzeugen zu bauen und so
direkt in diese faszinierende Wissenschaft einzutauchen.[1]
Amateure können durch ihre Beobachtungen aktiv zum
wissenschaftlichen Verständnis von Jupiters Magnetosphäre und
seinen Auroras beitragen.[1]
2. Das notwendige Equipment: Dein DIY-Radioteleskop für Jupiter
Der Einstieg in die Radioastronomie des Jupiters erfordert eine
überschaubare Grundausstattung, die für viele Hobbyisten
erschwinglich und im Eigenbau realisierbar ist. Die
Kernkomponenten umfassen eine Antenne zum Auffangen der
Radiowellen, einen Software-Defined Radio (SDR) Receiver zur
Digitalisierung der Signale, einen Computer mit geeigneter
Software zur Analyse und Visualisierung sowie die notwendigen
Kabel und Adapter zur Verbindung der Komponenten.[1], [6] Ein
optionaler, aber oft empfohlener Zusatz ist ein rauscharmes
Verstärkermodul (Low-Noise Amplifier, LNA), um schwache Signale
zu verstärken und die Detektion von Quellen wie der Milchstraße
zu erleichtern.[1] Es ist jedoch Vorsicht geboten:
Breitband-Transistor-Preamps, die oft sehr günstig sind (unter 20
US-Dollar), können mehr Probleme wie Intermodulationsprodukte und
Desensibilisierung verursachen, als sie lösen. Stattdessen wird
ein Preselector empfohlen, ein abgestimmter Schaltkreis vor dem
Verstärker, der nur den gewünschten Frequenzbereich durchlässt
und so die Empfindlichkeit gegenüber den kosmischen Signalen
erhöht, während starke lokale Störungen unterdrückt werden.[7]
Antennen für Jupiter (bevorzugt DIY)
Für die Beobachtung von Jupiter ist die Antenne das Herzstück des
Setups. Jupiters Radioemissionen können von der Erde aus auf
Frequenzen von etwa 14 bis 38 MHz empfangen werden.[2], [7], [8],
[9] Für die höchste Erfolgswahrscheinlichkeit wird ein Bereich
zwischen 18 und 28 MHz empfohlen.[7], [9] Signale unter 15 MHz
werden durch die Ionosphäre der Erde stark gedämpft oder
abgelenkt, während Signale am oberen Ende des Spektrums (über 28
MHz) tendenziell schwächer sind.[7], [9] Diese Emissionen werden
als „dekametrische Radiostürme“ bezeichnet, da ihre Wellenlängen
im Bereich von zehn Metern liegen.[10]
Die Wahl der Frequenz ist entscheidend, da die Erdatmosphäre,
insbesondere die Ionosphäre, als dynamisches Filter wirkt.
Signale unter 15 MHz werden stark abgeschwächt oder von der
Ionosphäre reflektiert, was eine natürliche Barriere für
bodengestützte Beobachtungen darstellt.[7], [8], [11], [4], [12],
[13], [14], [15], [9] Dies begrenzt den zugänglichen
Frequenzbereich erheblich. Gleichzeitig können höhere Frequenzen
oft ionosphärische Effekte umgehen.[8], [9] Die Überprüfung von
Amateurfunkbändern knapp unterhalb der beabsichtigten
Jupiter-Hörfrequenz kann Aufschluss über die aktuelle
Reflektivität der Ionosphäre geben, was für die Planung von
Beobachtungen nützlich ist.[8], [9] Dies verwandelt die
Ionosphäre von einem bloßen Hindernis in ein Diagnosewerkzeug,
das Amateuren hilft, die besten Beobachtungsbedingungen zu
ermitteln.
Für Anfänger ist die Dipolantenne die
einfachste, kostengünstigste und am leichtesten zu bauende
Antenne, die für den Empfang von Jupiters lautesten Bursts
ausreicht.[10], [16] Eine grundlegende DIY-Anleitung für eine
21-MHz-Antenne sieht vor, die Gesamtlänge des Dipols durch die
Formel 467 / Frequenz (MHz) in Fuß zu bestimmen. Für 21 MHz
ergibt sich eine Länge von 22.24 Fuß (ca. 6.78 Meter). Diese
Länge wird in zwei gleiche Hälften geteilt, die die „Beine“ des
Dipols bilden.[16] Benötigte Materialien sind etwa 25 Fuß (ca.
7.6 Meter) Litzen-Kupferdraht (AWG #12), robustes Nylonseil,
Plexiglas oder kommerzielle Isolatoren und 50 Ohm Koaxialkabel
(RG/8X mini-foam wird bevorzugt; RG/58AU ist verlustreicher und
anfälliger für Interferenzen).[16] Die beiden Drahtstücke (für
allgemeine Zwecke ca. 1.5 Meter pro Stück) werden T-förmig an
einem Kunststoff- oder Holzträger befestigt und dann mit einem
Koaxialkabel verbunden.[1], [1], [1] Das Radio JOVE Projekt
verwendet ein Dual-Dipol-Array, bestehend aus zwei horizontalen,
parallelen Dipolantennen aus Kupferdraht, die etwa 3 Meter über
dem Boden aufgehängt und über RG59U Koaxialkabel und einen Power
Combiner/Splitter mit dem Empfänger verbunden sind.[17], [18] Die
Gesamtlänge der Drähte für eine einzelne Dipolantenne im Radio
JOVE Kit beträgt 23 Fuß 3 Zoll (ca. 7.09 Meter).[19]
Die Ausrichtung der Antenne ist entscheidend für den Erfolg. Das
Strahlungsmuster eines Dipols ist „Donut-förmig“, was bedeutet,
dass er am empfindlichsten für Signale ist, die senkrecht zu
seiner Länge eintreffen.[16] Für Beobachter in mittleren und
höheren Breitengraden wird eine Ost-West-Ausrichtung des Dipols
empfohlen, während für Äquatornähe eine Nord-Süd-Ausrichtung
vorteilhafter sein kann. Eine optimale Lösung ist die Verwendung
von zwei Dipolen (einer Nord-Süd und einer Ost-West), die am
Empfänger umgeschaltet werden können, um die beste Ausrichtung
für Jupiters aktuelle Position zu wählen.[16] Die Höhe der
Antenne über dem Boden (zwischen 1/4 und 3/8 einer Wellenlänge)
beeinflusst den Abstrahlwinkel und ist entscheidend für den
Erfolg.[10], [16]
Neben Dipolen können auch andere Antennentypen verwendet werden.
Eine alte Satellitenschüssel kann als Radioteleskop
umfunktioniert werden.[1], [20] Richtantennen wie Yagis, Quads
oder Moxons können die Erfolgschancen erheblich verbessern, da
sie eine höhere Richtwirkung aufweisen und oft mit einem
TV-Antennenrotor gedreht werden können, um Jupiter zu
verfolgen.[4], [21], [16] Die historische Mills Cross Antenne,
mit der Jupiters Radiostrahlung entdeckt wurde, war ein riesiges
Array aus über 100 Dipolen.[4], [5], [4]
SDR-Receiver (Software-Defined Radio)
SDR-Receiver sind kleine, erschwingliche USB-Geräte, die an den
Computer angeschlossen werden und es ermöglichen, auf bestimmte
Radiofrequenzen abzustimmen und Signale aus dem Weltraum zu
erfassen.[1] Die weite Verbreitung und Zugänglichkeit von SDRs in
Kombination mit der Möglichkeit, Antennen im Eigenbau
herzustellen, hat die Radioastronomie erheblich demokratisiert.
Diese Synergie senkt die Eintrittsbarriere erheblich und
ermöglicht es einer viel breiteren Öffentlichkeit, sich mit
dieser komplexen Wissenschaft zu beschäftigen.
Empfohlene Modelle: Die RTL-SDR Blog V3 oder V4
Dongles sind weit verbreitet und kostengünstig.[1], [22] Der
SDRplay RSP1B (Nachfolger des RSP1A) ist ein vollwertiger
14-Bit-Breitband-SDR, der den Radiofrequenzbereich von 1 kHz
(VLF) bis 2 GHz (Mikrowellen) abdeckt und vom Radio JOVE Projekt
als Empfänger optimiert für 16-24 MHz eingesetzt wird.[6], [21],
[6], [23]
V3 vs. V4: Der RTL-SDR Blog V4 bietet eine
verbesserte Filterung und einen besseren HF-Empfang im Vergleich
zum V3, da er einen HF-Upconverter verwendet. Dies reduziert
Probleme wie Überlastung und Phantom-Signale, die beim V3 im
Direktabtastungsmodus auftreten konnten.[24] Für UHF- und
VHF-Frequenzen gibt es kaum Leistungsunterschiede zwischen V3 und
V4.[25] Der V4 ermöglicht eine kontinuierliche Abstimmung von 0
bis 1000 MHz.[24]
Wichtige Receiver-Einstellungen: Eine
entscheidende Funktion ist die Möglichkeit, die
Automatische Verstärkungsregelung (AGC) zu
deaktivieren.[17], [7], [4], [21], [4], [4], [6], [23], [7] Die
AGC, eine Standardfunktion in vielen Empfängern zur
Lautstärkestabilisierung, kann die sehr variablen Signale
Jupiters, die man beobachten möchte, maskieren.[7] Da die
Schwankungen der Signalstärke selbst die relevanten Daten
darstellen, würde eine automatische Glättung durch die AGC die
Beobachtung verfälschen. Auch Noise Blanker (NB)
und Noise Reduction (NR) sollten für
Jupiter-Beobachtungen ausgeschaltet werden, um
Signalverfälschungen zu vermeiden.[21], [23] Für den Empfang von
Jupiter-Signalen ist eine AM- oder
Produkt-Detektion (oft als CW oder SSB bezeichnet)
erforderlich, da FM-Empfänger ungeeignet sind.[7], [4], [4], [4],
[23], [7] Eine breite IF-Selektivität (15
Kilohertz oder mehr) ist wünschenswert, da Jupiters Signale
breitbandig sind.[7], [7] Eine externe Antennenbuchse ist
unerlässlich, da die kleinen Peitschenantennen der meisten
Empfänger nicht ausreichen.[7], [7]
3. Frequenzbereiche und wissenschaftliche Rückschlüsse
Jupiter ist nach der Sonne der lauteste Radiosender im
Sonnensystem.[3], [2] Seine Radioemissionen lassen sich in
verschiedene Typen unterteilen, die unterschiedliche
Informationen über den Planeten und seine Umgebung liefern.
Jupiters Radioemissionen
Die primären Ziele für Amateurbeobachtungen sind die
dekametrischen Emissionen (DAM). Diese sind von
der Erde aus in einem Frequenzbereich von etwa 14 bis 38 MHz
hörbar.[2], [7], [8], [11], [9] Bodenbasierte Beobachtungen sind
jedoch durch den ionosphärischen Cutoff bei etwa 10 MHz begrenzt,
der niedrigere Frequenzen blockiert.[12], [13], [14] Die
Voyager-Sonde, die außerhalb der Erdatmosphäre operierte, konnte
Jupiter-Emissionen bis hinunter zu 60 kHz detektieren.[2], [2]
Innerhalb der dekametrischen Emissionen werden zwei Haupttypen
unterschieden:
L-Bursts (Long bursts): Diese klingen wie
Meereswellen, die am Strand brechen, und dauern typischerweise
Sekunden.[4], [26], [10], [4], [4], [27], [4] Sie können
Modulationsspuren enthalten, die in der Frequenz nach oben oder
unten driften.[26]
S-Bursts (Short bursts): Diese klingen wie
knallendes Popcorn oder eine Handvoll Kies, die auf ein
Blechdach geworfen wird. Sie sind sehr kurz, dauern nur wenige
Millisekunden, und können mit Raten von Dutzenden pro Sekunde
auftreten.[4], [26], [10], [4], [4], [27], [4] S-Bursts driften
in der Frequenz mit der Zeit nach unten.[26]
Ein Radiosturm, bestehend aus L- oder S-Bursts, kann von wenigen
Minuten bis zu mehreren Stunden andauern.[4], [4], [4]
Jupiter emittiert auch dezimetrische Emissionen,
eine stetige Radioemission bei kürzeren Wellenlängen, die von 178
MHz bis 5000 MHz reichen und von der Cassini-Sonde sogar bei
13800 MHz gemessen wurden.[2], [2] Diese werden als
Synchrotronstrahlung interpretiert, die von extrem
hochenergetischen Elektronen erzeugt wird, die sich im Magnetfeld
des Planeten bewegen.[2], [2] Diese Emissionen sind mit den hier
diskutierten Amateurmitteln nicht direkt zugänglich.
Was man anhand der Frequenzen lernen kann
Die charakteristischen Radioemissionen Jupiters sind nicht
zufällig, sondern stellen einen „Fingerabdruck“ komplexer
planetarer Physik dar. Ihre spezifischen Eigenschaften – Dauer,
Klang und Frequenzdrift – sind direkt mit den zugrunde liegenden
magnetosphärischen Wechselwirkungen verbunden.[11], [4], [28],
[2], [26] Durch das bloße „Zuhören“ und Aufzeichnen dieser
einzigartigen „Klänge“ können Amateure direkt an der Beobachtung
fundamentaler astrophysikalischer Prozesse teilhaben.
Jupiters Magnetfeld und Auroras: Die
Entdeckung, dass die meisten Radiowellen von Jupiter
polarisiert sind, war eine der ersten Hinweise auf die Existenz
eines Magnetfeldes bei Jupiter.[29], [11], [2], [11]
Beobachtungen dieser Emissionen helfen, Modelle von Jupiters
Magnetosphäre und seinen Auroras zu verfeinern.[1], [1] Die
Radiowellen werden erzeugt, wenn geladene Teilchen (Elektronen
und Protonen) in Jupiters Magnetfeld spiralisieren und dabei
Strahlung emittieren.[29], [11], [2], [11], [30]
Io-Interaktion: Die dekametrischen Radiostürme
werden stark von der Position des Mondes Io in seiner
Umlaufbahn beeinflusst.[2], [11], [31], [29], [2], [11] Ein
elektrischer Strom von etwa fünf Millionen Ampere fließt in
einem magnetischen Flussrohr, das Jupiter und Io verbindet.[2],
[2] Diese Interaktion „energetisiert“ die Radioemissionen.[29]
Die Wahrscheinlichkeit, Emissionen zu hören, hängt entscheidend
von der Central Meridian Longitude (CML III)
Jupiters (der uns zugewandten Seite) und der
Io-Phase (Ios Position relativ zur Erde)
ab.[11], [31], [18], [26], [11]
Jupiters Rotation: Die regelmäßige Wiederkehr
der Radiostürme ermöglichte die präzise Bestimmung von Jupiters
Rotationsperiode (System III), die als die genaueste
Rotationsperiode des Planeten gilt.[2], [29], [11], [2], [11],
[30]
Ionosphäre der Erde: Die Erdatmosphäre,
insbesondere die Ionosphäre, spielt eine doppelte Rolle. Sie
dämpft oder bricht Signale unter 15 MHz stark ab, was eine
natürliche Barriere für bodengestützte Beobachtungen
darstellt.[7], [8], [11], [4], [12], [13], [14], [15], [9]
Gleichzeitig können höhere Frequenzen oft ionosphärische
Effekte umgehen.[8], [9] Die Überprüfung von Amateurfunkbändern
knapp unterhalb der beabsichtigten Jupiter-Hörfrequenz kann
Aufschluss über die aktuelle Reflektivität der Ionosphäre
geben, was für die Planung von Beobachtungen nützlich ist.[8],
[9]
Wissenschaftlich geklärt vs. offene Fragen
Die Radioastronomie hat bereits viele Geheimnisse Jupiters
gelüftet, doch es gibt weiterhin offene Fragen, bei deren
Beantwortung auch Amateure eine Rolle spielen können.
Geklärt: Die Existenz und Stärke von Jupiters
Magnetfeld, der dominante Einfluss von Io auf die dekametrischen
Emissionen, die präzise Rotationsperiode des Planeten und die
grundlegenden physikalischen Mechanismen der Radioemission
(Elektronen, die in Magnetfeldern spiralisieren) sind
wissenschaftlich gut verstanden.[2], [29], [11], [2], [11], [30]
Offene Fragen: Trotz der Fortschritte bleiben
wichtige Fragen offen:
Die genaue Dichte und Verteilung des Io-Torus und wie diese
sich mit der Zeit und Ios vulkanischer Aktivität ändern.[29],
[11]
Der genaue Einfluss der Sonne auf Jupiters
Radioemissionen.[29], [11]
Ob und wie andere galileische Monde (Europa, Ganymed)
Jupiters Radioemissionen beeinflussen.[29], [11] Neuere Forschung
deutet darauf hin, dass Ganymed ebenfalls S-Bursts auslösen kann
und dass Europa und Ganymed mit induzierten Radioemissionen in
Verbindung stehen.[32]
Die genaue Breite, Form und Konstanz der Radioemissions-Beams
von Jupiter.[3], [29], [11]
Der detaillierte Zusammenhang zwischen UV- und
Radio-Aurora-Emissionen.[32]
Die präzisen Orte innerhalb der Magnetosphäre, an denen die
dekametrischen Emissionen entstehen, um die erforderliche
Magnetfeldstärke und Elektronendichte für die von Sonden wie Juno
gesammelten Daten zu bestimmen.[3]
4. Software für Datenerfassung und -analyse (bevorzugt Open
Source)
Die Software-Landschaft ist ein Rückgrat der
Amateur-Radioastronomie, das die Zugänglichkeit und
Innovationsfähigkeit dieses Feldes maßgeblich prägt. Die Fülle an
kostenloser und quelloffener Software, die für SDR-Empfänger
verfügbar ist, schafft ein lebendiges, kollaboratives Ökosystem.
Dies senkt die finanziellen Hürden erheblich und fördert eine
kontinuierliche Weiterentwicklung in der Datenerfassung,
-verarbeitung und -analyse. Der Computer wird somit zu einem
zentralen Bestandteil des „Radioteleskops“.
Erfassung und Visualisierung
Für die Erfassung und Visualisierung der Radiosignale stehen
verschiedene Programme zur Verfügung:
SDR# (SDRSharp): Eine weit verbreitete und
benutzerfreundliche Software für SDR-Empfänger, die als eine
der am einfachsten einzurichtenden und zu bedienenden Optionen
mit RTL-SDRs gilt.[1], [22]
GNU Radio: Eine leistungsstarke
Open-Source-Software-Suite für Software-Defined Radio. Sie
ermöglicht es Benutzern, eigene Digital Signal Processing
(DSP)-Anwendungen zu entwickeln, oft über eine intuitive
grafische Oberfläche namens GNU Radio Companion.[1], [33] Dies
ist ideal zur Optimierung der Software zur Steuerung von
RTL2832U SDRs speziell für Radioastronomie-Anwendungen.[33]
Gqrx SDR: Eine weitere beliebte SDR-Software,
die auf GNU Radio basiert und für den Empfang und die
Visualisierung von Funksignalen verwendet werden kann.[20],
[33]
SDR Console: Dies ist eine kommerzielle
Software, die häufig mit SDRplay RSP1B Radios geliefert wird.
Sie dient als Zwischensoftware zur Verbindung und Steuerung des
SDR-Receivers.[6], [21]
Radio-Sky Spectrograph (RSS): Eine speziell
für die Radioastronomie entwickelte Software. Sie ermöglicht
die Anzeige und Speicherung von Spektrogrammen in Echtzeit,
kann Daten über das Internet teilen und Echtzeitdaten von
anderen Observatoren empfangen.[34], [35], [6], [28], [6],
[36], [28], [21], [28], [6], [36], [36] Das Programm ist für
den Bereich um 20 MHz optimiert [6], [21] und kann bis zu 512
Frequenzkanäle gleichzeitig aufzeichnen.[34], [35] Es bietet
Funktionen wie das Entfernen von Hintergrundrauschen (Color
Offset) und das Anpassen des Farbbereichs (Color Gain).[34],
[35]
Radio SkyPipe II: Ein vielseitiges,
Internet-fähiges Strip-Chart-Recorder-Programm von RadioSky
Publishing. Es zeichnet Signalstärken über die Zeit auf und
visualisiert sie.[1], [8], [4], [37], [4], [36], [36] Es kann
Daten von der Soundkarte des PCs oder von
Analog-Digital-Wandlern (ADCs) sammeln und in Echtzeit mit
anderen teilen.[38], [8], [36] Eine integrierte Chat-Funktion
erleichtert die Kommunikation und Zusammenarbeit während der
Beobachtungen.[8], [36], [36], [36] Das Programm unterstützt
verschiedene Datenquellen wie Soundkarten, ADCs (z.B. LabJack
U3/U12) und sogar die Ergebnisse von Gleichungen als
Datenquelle für Pro-Nutzer.[38]
Vorhersage-Tools
Um die Chancen auf erfolgreiche Beobachtungen zu maximieren, sind
spezielle Vorhersage-Tools unerlässlich. Diese Werkzeuge sind der
Schlüssel zur Effizienz, da sie die komplexen Himmelsmechaniken
in praktische Beobachtungszeiten übersetzen. Sie ermöglichen es
Amateuren, ihre begrenzte Beobachtungszeit optimal zu nutzen und
gezielt nach den oft schwer fassbaren Jupiter-Bursts zu suchen,
was die Aktivität von einem zufälligen Zuhören zu einer
wissenschaftlich fundierten Beobachtung macht.
Radio Jupiter Pro (RJP): Eine unverzichtbare
Software zur Vorhersage der wahrscheinlichsten Zeiten für
Jupiter-Radiostürme. Sie berücksichtigt dabei die System III
Longitude (CML III) Jupiters und die Io-Phase.[11], [39], [31],
[18], [26], [10], [12], [14], [36] Das Programm bietet
grafische Darstellungen der Jupiter-Sichtbarkeit und kann an
den spezifischen Beobachtungsstandort angepasst werden.[39],
[12], [14] Die zugrunde liegenden Standardbereiche für die
Vorhersagen basieren auf über 40 Jahren Beobachtungsdaten der
University of Florida.[31], [18]
Jupiter Probability Tool: Eine Java-basierte
Anwendung, die Vorhersagen zur Beobachtbarkeit von
Jupiter-Radioemissionen liefert, abhängig vom Standort des
Beobachters und der Emissionsklasse. Sie visualisiert die
Beobachtungsgeometrie auf Phase-CML-Karten.[12], [14]
ExPRES (Exoplanetary and Planetary Radio Emission
Simulator): Ein Modellierungscode, der zur Erstellung
dynamischer Spektren-Vorhersagen für planetare Radioemissionen
verwendet wird.[12], [14]
5. Herausforderungen und Fallstricke im Amateurfunk
Die Radioastronomie, insbesondere für Amateure, ist mit
spezifischen Herausforderungen verbunden, die ein tiefes
Verständnis und oft kreative Lösungen erfordern. Der „unsichtbare
Feind“ des Radioastronomen ist die
Radiofrequenz-Interferenz (RFI).
Radiofrequenz-Interferenzen (RFI)
Definition: RFI ist jedes Radiosignal, das nicht
kosmischen Ursprungs ist und empfindliche
Radioastronomie-Instrumente oder Beobachtungen stört.[40], [41]
Menschgemachte Signale sind in der Regel um Größenordnungen
stärker als die schwachen kosmischen Quellen.[40] Die
allgegenwärtige Natur von RFI, insbesondere von gängigen
Haushaltselektronikgeräten, stellt das größte praktische
Hindernis für Amateur-Radioastronomen dar. Die Identifizierung
und Reduzierung dieser lokalen Rauschquellen ist ebenso
entscheidend wie der Empfang der kosmischen Signale selbst.
Quellen:
Hausinterne Quellen: Häufige Verursacher sind
Schaltnetzteile (in Laptops, Handyladegeräten,
LED-Beleuchtung), Leuchtstofflampen, Dimmer, Motoren (in
Kühlschränken, Klimaanlagen, Waschmaschinen), Plasma-Fernseher,
WLAN-Router und Ethernet Over Powerlines (PLT), die das
Kurzwellenspektrum stark verschmutzen.[29], [42], [43] Sogar
der eigene Computer und Monitor können erhebliche RFI-Quellen
sein.[42]
Externe Quellen: Dazu gehören kommerzielle
Rundfunksender, Mobilkommunikation, Radar und Satelliten.[40],
[41]
Arten von RFI: RFI kann als kontinuierliche
Wellen (schwer von echten kosmischen Signalen zu unterscheiden),
gepulste RFI (schwer von kosmischen Pulsen zu unterscheiden) oder
Breitband-RFI (schwer von breitbandigen kosmischen Signalen zu
unterscheiden) auftreten.[29], [41]
Auswirkungen: RFI kann zu Datenverlust, der
Notwendigkeit längerer Beobachtungszeiten zur Erzielung gleicher
Empfindlichkeit und sogar zu Hardwareschäden an empfindlichen
Empfängern führen.[40] Eine Überlastung des Empfängers durch
starke RFI-Signale kann zudem das gewünschte kosmische Signal
unterdrücken.[29], [44], [13]
Gegenmaßnahmen (RFI-Mitigation): Die effektive
RFI-Mitigation erfordert einen mehrschichtigen Ansatz, der
verschiedene technische Methoden an unterschiedlichen Stellen im
Signalpfad des Systems kombiniert.[45] Dies unterstreicht die
Komplexität, aber auch das erhebliche Potenzial zur Verbesserung
der Signalqualität durch sorgfältige, vielfältige Anstrengungen.
Präventiv:
Standortwahl: Die geografische Isolation
in sogenannten „Radio Quiet Zones“ (RQZs) ist die
effektivste Methode zur Vermeidung von RFI aus
terrestrischen Quellen.[40] Für Amateure bedeutet dies,
Beobachtungsstandorte möglichst weit entfernt von
städtischen Gebieten mit hoher elektronischer Aktivität zu
wählen.[21]
Identifizierung und Eliminierung: Ein
effektiver erster Schritt ist der
„Hauptstromschalter-Trick“: Mit einem batteriebetriebenen
Empfänger testet man, ob das Ausschalten des
Hauptstromschalters im Haus die RFI eliminiert. Wenn ja,
liegt die Quelle im Haus und kann durch systematisches
Abschalten einzelner Stromkreise und Geräte lokalisiert
werden.[42], [46]
Hardware-basiert:
Abschirmung: Das Einschließen
elektronischer Systeme in Metallgehäuse, die elektrisch mit
dem Erdpotential verbunden sind, kann HF-Rauschen
eindämmen.[47], [48] Kupfer und Aluminium sind hierfür gute
Materialien.[48] Auch die Abschirmung von Kabeln ist
wichtig.[47], [48]
Filterung: Das Anbringen von Filterkreisen
(z.B. Kondensatoren und Drosselspulen) an den Anschlüssen
von Geräten, die Rauschen erzeugen, ist eine praktische
Methode zur RFI-Unterdrückung.[48] Verschiedene Filtertypen
wie C-Filter (rein kapazitiv), CL/LC-Filter (Induktivität
und Kapazität kombiniert) und Pi-Filter (zwei
Kondensatoren, ein Induktor) bieten unterschiedliche
Filterleistungen.[49] Ferritkerne, die um Kabel gewickelt
werden, sind ebenfalls wirksam.[50] Ein
Antennen-Preselector ist ein abstimmbares Filter, das nur
den gewünschten Frequenzbereich zum Empfänger durchlässt
und unerwünschte Frequenzen blockiert.[7], [43]
Erdung: Eine ordnungsgemäße Erdung leitet
HF-Rauschen zur Erde ab, anstatt es als Strahlung zu
emittieren.[48]
Baluns: Symmetrierglieder (Baluns) können
verhindern, dass Rauschströme von innerhalb des Hauses
entlang des Antennenkabels in den Empfangsteil der Antenne
gelangen.[43]
Empfänger-Features: Obwohl für
Jupiter-Beobachtungen meist deaktiviert, sind
Rauschunterdrückung (Noise Reduction, NR) und
Rauschbegrenzer (Noise Blanker, NB) in teureren Empfängern
vorhanden und können bei anderen RFI-Problemen helfen.[7],
[21], [23]
Software-basiert/Post-Processing:
Frequenzfilterung: Entfernen spezifischer
Frequenzbereiche aus den aufgezeichneten Daten.[41]
Zeitbereichs-Blanking: Entfernen von
Daten, die in bestimmten Zeitbereichen durch RFI
kontaminiert sind.[51], [41]
Subtraktion: Anspruchsvollere Algorithmen
können das RFI-Signal von den beobachteten Daten
subtrahieren, um mehr vom astronomischen Signal zu
bewahren.[51]
Adaptive Filterung: Techniken, die RFI
adaptiv basierend auf ihren Charakteristika herausfiltern,
oft unter Verwendung von Referenzantennen oder -signalen
zur Charakterisierung der RFI.[51]
Maschinelles Lernen/KI: Algorithmen des
maschinellen Lernens können darauf trainiert werden,
RFI-Muster in den Daten zu identifizieren und zu
entfernen.[51], [41], [52] Techniken wie Spektrale Kurtosis
oder Singular Value Decomposition (SVD) können zur
RFI-Identifizierung eingesetzt werden.[51]
Echtzeit-Signalverarbeitung: Ein wichtiges
Prinzip ist, RFI so früh wie möglich in der Datenkette und
mit höchstmöglicher Zeit- und Spektralauflösung zu
entfernen, um Datenverlust zu minimieren.[45], [41]
Ionosphärische Effekte
Wie bereits im Abschnitt über Frequenzen erwähnt, stellt die
Ionosphäre eine natürliche Barriere dar, die Radiowellen mit
Frequenzen unter etwa 10-15 MHz für bodengestützte Empfänger
blockiert oder stark dämpft.[7], [8], [11], [4], [12], [13],
[14], [15], [9] Dies ist eine unvermeidbare Schwierigkeit für
Amateure, die Jupiter-Emissionen beobachten wollen, da es den
Zugang zu den niedrigsten Frequenzbereichen Jupiters verhindert.
Die Ionosphäre spielt jedoch eine ambivalente Rolle: Während sie
tiefe Frequenzen blockiert, schirmt sie bodengestützte
Observatorien effektiv vor noch tieferfrequenter terrestrischer
RFI ab, die andernfalls die Empfänger überfordern würde. Diese
natürliche Filterwirkung definiert das beobachtbare Fenster für
die bodengestützte Radioastronomie.
Antennenplatzierung und -ausrichtung
Die Effektivität einer Dipolantenne ist am größten, wenn Signale
senkrecht zu ihrer Länge eintreffen.[16] Eine feste Antenne wird
daher nicht immer optimal auf Jupiter ausgerichtet sein, es sei
denn, die Beobachtungszeit und Jahreszeit sind spezifisch
abgestimmt.[16] Die Höhe der Antenne über dem Boden beeinflusst
den Abstrahlwinkel und somit die Empfindlichkeit für Signale aus
verschiedenen Höhenwinkeln.[16] Die Nähe zu Stromleitungen oder
Gebäuden sollte unbedingt vermieden werden, da diese erhebliche
elektrische Störungen (RFI) verursachen können, die die schwachen
kosmischen Signale überdecken.[21]
6. Amateure unterstützen die Wissenschaft: Citizen Science
Die Radioastronomie bietet eine einzigartige Plattform für
Citizen Science, bei der Amateure einen direkten und wertvollen
Beitrag zur wissenschaftlichen Forschung leisten können.
Beiträge zur Jupiter-Forschung
Amateure können durch das „Zuhören“ von Jupiters Radio-Bursts und
das Teilen ihrer Beobachtungen wertvolle Daten für die
wissenschaftliche Forschung liefern.[1], [27], [1] Ihre
gesammelten Daten können dazu beitragen, bestehende Modelle von
Jupiters Magnetfeld und seinen Auroras zu verfeinern und zu
verbessern.[1], [1]
Besonders wertvoll sind kontinuierliche Amateurbeobachtungen, da
sie zeitliche Lücken in den oft limitierten Beobachtungszeiten
professioneller Teleskope schließen können.[53] Professionelle
Observatorien sind zwar leistungsstark, haben aber oft nur
begrenzte und geplante Beobachtungszeiten. Die unermüdliche
Beobachtung durch Amateure kann daher eine kontinuierliche
Aufzeichnung liefern, die für das Verständnis langfristiger
Schwankungen, saisonaler Veränderungen oder seltener, transienter
Ereignisse unerlässlich ist. Dies kann sogar dazu führen, dass
professionelle Observatorien auf plötzliche oder seltene
Ereignisse aufmerksam werden und Folgestudien einleiten, wie
beispielsweise bei der Entdeckung von Feuerbällen in Jupiters
Atmosphäre.[53] Amateure sind in der Lage, die Struktur und die
Evolution atmosphärischer Merkmale über längere Zeiträume zu
verfolgen.[53]
Gemeinschaft und Datenzugang
Projekte wie Radio JOVE der NASA ermöglichen es Schulen und
Amateurwissenschaftlern weltweit, eigene Radioteleskope zu bauen
und an der Beobachtung von Jupiter teilzunehmen.[6], [4], [37],
[6], [27], [27]
Das Radio JOVE Data Archive ist eine zentrale
Ressource, die fast zwei Jahrzehnte an Radiobeobachtungen von der
Sonne, Jupiter, der Milchstraße und ionosphärischen Phänomenen
der Erde enthält.[28], [28], [28] Dieses Archiv umfasst Bilder,
Töne, Textbeschreibungen sowie Daten, die mit der Radio Sky-Pipe
und Radio Spectrograph Software erstellt wurden.[28], [28], [28]
Der Zugriff auf das Archiv und der Download von Daten sind
öffentlich verfügbar.[28] Die Radio-SkyPipe Software bietet zudem
eine Funktion, um direkt aus der Anwendung heraus das Radio JOVE
Archiv zu durchsuchen und Daten herunterzuladen.[54], [54]
SkyPipe ermöglicht es auch, Echtzeitdaten über das Internet mit
anderen Beobachtern zu teilen und Daten von entfernten Quellen zu
empfangen.[8], [21], [36], [36]
Vergleich Amateur vs. Professionelle Radioastronomie
Die Fähigkeiten von Amateur- und professionellen Radioastronomen
unterscheiden sich erheblich, ergänzen sich aber auch auf
wichtige Weise.
Amateur-Fähigkeiten:
Zugänglichkeit und Kosten: Amateur-Setups sind
kostengünstig und relativ einfach aufzubauen, was den Einstieg
für viele Interessierte ermöglicht.[1], [4], [2], [27], [55]
Kontinuierliche Überwachung: Amateure können
über längere Zeiträume hinweg kontinuierliche Beobachtungen
durchführen, was für das Erfassen seltener oder lang
anhaltender Phänomene entscheidend ist.[53]
Flexibilität und schnelle Reaktion: Die
geringere Komplexität von Amateur-Setups ermöglicht es, schnell
auf unerwartete Ereignisse zu reagieren, die von
professionellen Observatorien möglicherweise aufgrund von
Zeitplänen verpasst werden.[53]
Direkte Beteiligung: Projekte wie Radio JOVE
ermöglichen eine direkte Beteiligung an der Datenerfassung und
-analyse.[37], [2], [27]
Professionelle Fähigkeiten:
Größe und Empfindlichkeit: Professionelle
Radioteleskope sind wesentlich größer und empfindlicher als
Amateur-Geräte. Beispiele sind das Very Large Array (VLA) mit
27 Schüsseln von je 25 Metern Durchmesser, die eine Auflösung
von bis zu 36 km Durchmesser simulieren können [56], [57], oder
die historische Mills Cross Antenne mit über 100 Dipolen.[4],
[5], [4] Die University of Florida betreibt eine
640-Dipol-Phased-Array-Antenne.[4], [4]
Auflösung: Die Winkelauflösung eines
Radioteleskops ist eine Funktion des Durchmessers des
„Objektivs“ im Verhältnis zur Wellenlänge der beobachteten
elektromagnetischen Strahlung.[58], [59], [57] Da Radiowellen
viel längere Wellenlängen haben als sichtbares Licht, müssen
Radioteleskope viel größer sein, um eine vergleichbare
Auflösung zu erreichen.[58], [60], [60], [59], [57]
Professionelle Teleskope nutzen Techniken wie die
Radio-Interferometrie, bei der Signale von
weit auseinanderliegenden Teleskopen kombiniert werden, um eine
„virtuelle“ Antenne von enormer Größe und damit eine extrem
hohe Auflösung zu simulieren.[4], [56], [60], [60], [59], [57]
Frequenzbereiche: Professionelle Observatorien
können Jupiter auch in Frequenzbereichen beobachten, die für
Amateure unerreichbar sind, insbesondere im unteren
Kilohertz-Bereich (durch Weltraummissionen wie Voyager) [2],
[12], [14], [2] und im höheren Gigahertz-Bereich (z.B. Cassini
bei 13.8 GHz).[2], [2]
Spezialisierte Instrumente und
Weltraummissionen: Große Institutionen setzen
hochspezialisierte Instrumente ein und führen Weltraummissionen
durch (z.B. Juno, Europa Clipper, JUICE), die einzigartige
Daten liefern, die von der Erde aus nicht erfasst werden
können.[21], [12], [14], [61], [62], [3], [63], [64], [65],
[30] Diese Missionen ermöglichen Beobachtungen unterhalb des
ionosphärischen Cutoffs der Erde und aus nächster Nähe zu
Jupiter.
Gemeinsamkeiten und Überschneidungen:
Grundlagen: Beide Bereiche nutzen die gleichen
physikalischen Prinzipien der Radiowellenemission und
-detektion.
Datenaustausch: Plattformen wie das Radio JOVE
Archiv ermöglichen den Austausch von Daten zwischen Amateuren
und Forschern.[28], [28], [28]
Ergänzung: Amateurbeobachtungen können
professionelle Daten ergänzen, indem sie kontinuierliche
Zeitreihen liefern oder auf interessante Ereignisse aufmerksam
machen.[4], [6], [62], [53], [63] Das GAVRT-Projekt (Goldstone
Apple Valley Radio Telescope) beispielsweise lädt Studenten und
Citizen Scientists ein, Jupiters Synchrotronstrahlung zu
überwachen, um Daten zu liefern, die die Messungen des
Juno-Mikrowellenradiometers und VLA-Beobachtungen ergänzen.[63]
Auseinandergehende Möglichkeiten:
Auflösung und Empfindlichkeit: Die technischen
und analytischen Möglichkeiten gehen auseinander, insbesondere
bei der erreichbaren Auflösung und Empfindlichkeit.
Professionelle Teleskope können wesentlich schwächere Signale
detektieren und feinere Details auflösen, insbesondere durch
Interferometrie.[4], [58], [60], [60], [59], [57]
Frequenzzugang: Weltraumgestützte
Observatorien können Frequenzen unterhalb des ionosphärischen
Cutoffs der Erde erreichen, was für bodengestützte Amateure
unmöglich ist.[2], [12], [14], [2]
Zielobjekte: Während Amateure sich
hauptsächlich auf die starken dekametrischen Emissionen
konzentrieren, können professionelle Teleskope auch schwächere,
dezimetrische Emissionen und andere Quellen im Sonnensystem und
darüber hinaus untersuchen.[2], [2], [6], [64]
Rechenleistung für die Datenverarbeitung
Die Verarbeitung der Daten von einem Radioteleskop erfordert eine
angemessene Rechenleistung. Für die meisten SDR-Softwarelösungen
wird mindestens ein Dual-Core-Prozessor empfohlen, um einen
reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.[22] Das absolute Minimum
für Systeme, die mit SDR-Console arbeiten, ist ein Intel
i3-Prozessor mit 4 GB RAM unter Windows 7 (64-Bit).[39] Für
zukünftige SDR-Lösungen, die Bandbreiten von 20 MHz oder mehr
bieten, wird ein Intel i5-3570 oder i7-3770 (oder höher)
empfohlen, da diese erhebliche Verarbeitungsleistung und interne
Bandbreite erfordern.[39] Die 10. Generation der Intel CPUs
bietet bereits eine hervorragende Leistung, wobei ein
i5-Prozessor in der Regel ausreicht.[39] Die Auslagerung der
FFT-Berechnungen auf die Grafikkarte (GPU) mittels NVIDIA CUDA
oder OpenCL ist vorteilhaft, insbesondere bei Radios mit einer
Bandbreite von ~2 MHz oder höher und verbesserter Auflösung.[39]
Ein 4K-Monitor wird empfohlen, um die Visualisierung der Daten zu
optimieren.[39]
Was noch nicht geht und sehnlichst erwartet wird
Die Radioastronomie, sowohl professionell als auch amateurhaft,
steht vor weiteren Entwicklungen.
Niedrigfrequenz-Beobachtungen aus dem
Weltraum: Ein großer Wunsch ist die Beobachtung von
Jupiter und anderen Objekten im Ultra-Niedrigfrequenzbereich
(Wellenlängen länger als 20 Meter), der von der Erde aus durch
die Ionosphäre blockiert wird.[12], [14], [66], [66], [67]
Projekte wie das „Great Observatory for Long Wavelengths
(GO-LoW)“ schlagen ein interferometrisches Array von Tausenden
von Kleinsatelliten im Erde-Sonne-Lagrange-Punkt (z.B. L5) vor,
um Magnetfelder von Exoplaneten über ihre Radioemissionen im
Bereich von 100 kHz bis 15 MHz zu messen.[66], [66]
Verbesserte RFI-Mitigation: Trotz
fortschrittlicher Techniken bleibt die RFI-Unterdrückung eine
ständige Herausforderung, insbesondere angesichts der
zunehmenden drahtlosen Kommunikation.[45], [41] Die Entwicklung
noch fortschrittlicherer Algorithmen für maschinelles Lernen,
die sich an neue RFI-Muster anpassen können, sowie die
Erforschung neuer Technologien wie Quantencomputing für die
Echtzeitverarbeitung großer Datensätze sind zukünftige
Forschungsrichtungen.[51]
Höhere Auflösung bei niedrigen Frequenzen: Die
Bildgebung bei niedrigen Frequenzen, insbesondere mit hoher
Auflösung, ist noch eine Herausforderung. Mit Instrumenten wie
LOFAR wird daran gearbeitet, eine Auflösung von 1-2
Bogensekunden bei 30-40 MHz zu erreichen, was neue
Informationen über Jupiters Magnetfeld, die
Io-Jupiter-elektrodynamische Interaktion und den Plasma-Torus
liefern könnte.[15]
Detaillierte Kartierung von Jupiters
Magnetosphäre: Trotz der Erkenntnisse durch Missionen
wie Juno bleiben offene Fragen zur genauen Geometrie und
Dynamik von Jupiters Magnetfeld und den damit verbundenen
Emissionen.[32], [3]
Schlussfolgerungen
Die Radioastronomie des Jupiters bietet Hobbyisten eine
einzigartige und zugängliche Möglichkeit, sich aktiv an der
Erforschung des Kosmos zu beteiligen. Durch den Eigenbau von
Radioteleskopen, die Nutzung erschwinglicher SDR-Technologie und
quelloffener Software können Amateure die faszinierenden
dekametrischen Radiostürme Jupiters „hören“ und analysieren.
Diese Aktivität ist nicht nur ein spannendes Hobby, sondern
ermöglicht auch einen direkten Beitrag zur wissenschaftlichen
Forschung.
Die präzise Auswahl des Frequenzbereichs (optimal 18-28 MHz) und
die sorgfältige Antennenkonstruktion und -ausrichtung sind
entscheidend für den Erfolg. Insbesondere die Deaktivierung der
automatischen Verstärkungsregelung (AGC) am Empfänger ist
unerlässlich, um die dynamischen, wissenschaftlich relevanten
Signalvariationen Jupiters unverfälscht zu erfassen.
Die größte Herausforderung für Amateur-Radioastronomen bleibt die
Radiofrequenz-Interferenz (RFI) durch menschgemachte Quellen. Ein
mehrschichtiger Ansatz zur RFI-Mitigation, der von der
sorgfältigen Standortwahl über physische Abschirmung und
Filterung bis hin zu softwarebasierten Korrekturen reicht, ist
unerlässlich, um die schwachen kosmischen Signale zu isolieren.
Die kontinuierlichen Beobachtungen von Amateuren füllen wichtige
zeitliche Lücken in den Daten professioneller Observatorien und
können sogar zur Entdeckung seltener oder transienter Ereignisse
führen. Diese symbiotische Beziehung zwischen Amateur- und
professioneller Astronomie, unterstützt durch zugängliche
Software-Tools zur Vorhersage und Datenanalyse, stärkt das
gesamte Feld.
Während professionelle Einrichtungen mit riesigen Teleskopen und
Weltraummissionen unerreichte Empfindlichkeit, Auflösung und den
Zugang zu sonst blockierten Frequenzbereichen bieten, ermöglichen
Amateure eine breite, kontinuierliche Überwachung und eine
engagierte Citizen Science-Community. Der Fortschritt in der
SDR-Technologie und die Entwicklung von RFI-Mitigationsstrategien
werden die Fähigkeiten von Amateur-Radioastronomen weiter
verbessern und neue Entdeckungen ermöglichen, während zukünftige
Weltraummissionen und fortschrittliche bodengestützte Arrays die
tiefsten Geheimnisse Jupiters und darüber hinaus lüften werden.
Quellen
[34]: https://radiosky.com/RSS_Help.pdf
[24]:
https://www.elektormagazine.com/review/rtl-sdr-blog-v4-better-than-v3-review
[35]: https://radiosky.com/spec/RSS_Help2.pdf
[17]: http://physics.wku.edu/~gibson/radio/jove/station/
[6]: https://radiojove.gsfc.nasa.gov/kits/
[38]:
https://www.aj4co.org/AJ4CO%20Software%20Archive/RSP/Help%20Files/skypipehelp/V2/datasource.html
[7]: https://www.radiosky.com/juprcvr.html
[8]: https://www.radiosky.com/juprcvr.html
[11]:
https://radiojove.gsfc.nasa.gov/library/sci_briefs/decametric.htm
[4]:
https://www.radio-astronomy.org/pdf/qex/radio-jove-proof.pdf
[6]: https://radiojove.gsfc.nasa.gov/kits/
[39]: https://www.sdr-radio.com/computer
[28]: https://radiojove.net/archive.html
[31]: https://www.radiosky.com/jupmodes.html
Source: https://g.co/gemini/share/d00ae75b31d3
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